[發(fā)明專利]一種富鋰錳基材料前驅(qū)體及其制備方法、富鋰錳基正極材料及其制備方法、鋰電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810368614.3
• 申請(qǐng)日: 2018-04-23
• 公開（公告）號(hào): CN108557905B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張鵬;陳橙;苗力孝;王偉剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桑德新能源技術(shù)開發(fā)有限公司;桑頓新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): C01G53/00
• 分類號(hào): C01G53/00;H01M4/36;H01M4/505;H01M4/525;H01M10/0525
• 代理公司: 北京易捷勝知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11613
• 代理人: 齊勝杰

1.一種富鋰錳基材料前驅(qū)體的制備方法，其特征在于，采用共沉淀反應(yīng)制得，該共沉淀反應(yīng)以碳酸鹽溶液作為沉淀劑；通過控制共沉淀反應(yīng)過程中，混合鹽的金屬離子濃度、沉淀劑濃度、絡(luò)合劑濃度、反應(yīng)物混合速度、攪拌速度、反應(yīng)pH值和反應(yīng)溫度，生成頁(yè)片狀形貌的富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體；

所述頁(yè)片狀形貌的富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體通過如下步驟制備：

配制混合鹽溶液：按照所述富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體中金屬離子的類型和濃度，配制混合鹽溶液，使混合鹽溶液中總的金屬離子濃度為0.5-3.5mol/L；

配制沉淀劑：所述沉淀劑為含有0.5～3.5mol/L碳酸根離子的水溶液；

配制絡(luò)合劑：配制氨水作為絡(luò)合劑，且氨水的摩爾濃度為碳酸根離子摩爾濃度的0.1％～50％；

共沉淀反應(yīng)：將混合鹽溶液與沉淀劑、絡(luò)合劑均以0.12L/h～0.9L/h的速度同時(shí)泵入反應(yīng)器內(nèi)，控制反應(yīng)溫度為35～65℃，pH為7.5～8.5，攪拌速度400～1000rpm/min，反應(yīng)結(jié)束后陳化5～20h，將沉淀物分離、洗滌、烘干，得到所述頁(yè)片狀形貌的富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體；

所述頁(yè)片狀形貌的富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體的粒徑為1～7μm，比表面積為8～50m²/g。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述氨水的摩爾濃度為碳酸根離子摩爾濃度的1％～10％，所述混合鹽溶液與沉淀劑、絡(luò)合劑泵入反應(yīng)器的速度均為0.18L/h～0.6L/h。

3.一種單晶富鋰錳基正極材料的制備方法，其特征在于，將權(quán)利要求1-2任一制備方法得到的頁(yè)片狀形貌的富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體，與鋰源混合均勻后進(jìn)行燒結(jié)，得到單晶富鋰錳基正極材料。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，在將所述富鋰錳基材料碳酸鹽前驅(qū)體與所述鋰源混合時(shí)，進(jìn)一步加入添加劑；其中，

所述添加劑選自含有Sr、B、Zr、Y、Ti、F、Ca、Mg、Si及Al的化合物中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述添加劑為H₃BO₃或B₂O₃；或者

所述添加劑為H₃BO₃或B₂O₃與選自含有Sr、Zr、Y、Ti、F、Ca、Mg、Si及Al的化合物中的至少一種的組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述添加劑在成品單晶富鋰錳基正極材料以金屬元素氧化物的形式存在，金屬元素為為元素Sr、B、Zr、Y、Ti、F、Ca、Mg、Si及Al的至少一種，且該金屬元素總量占成品單晶富鋰錳基正極材料的0.01wt％～2wt％。

7.一種根據(jù)權(quán)利要求3～6任一制備方法得到的單晶富鋰錳基正極材料。

8.一種鋰電池，包含權(quán)利要求7所述的單晶富鋰錳基正極材料。